وبلاگ

یک چسب استراکچرال برای چسباندن یک اتصال و نگه داشتن دو یا چند بستر در کنار هم تحت تنش استفاده می شود. آنها به صنایع مختلف با عنوان فناوری چسب در حال تکامل راه یافته اند که البته خواص، طراحی و کاربرد مشترک چسبهای استراکچرال متنوع است.

 

برای مثال، چسب ها یک جایگزین معتبر برای اتصال در برخی کاربردها هستند که کیفیت محصول را بهبود می بخشد، مانند مخازن فشار بالا و اجزای استراکچرال حیاتی برای وسایل نقلیه، ساختمان ها و سازه های مهندسی عمران.

 

با این حال، بسیاری بر این باورند که تحقیقات هنوز برای دستیابی به همان نتایج در مورد استحکام یا مقاومت حرارتی جوشکاری یا سایر بست های فلزی باید انجام شود. با این وجود، بیایید نگاهی به چسب های استراکچرال و محل رشد آنها بیندازیم.

 

 چسب های استراکچرال چیست؟

اکثر سازه ها از بسیاری از قطعات یا اجزای مجزا تشکیل شده اند که برای ایجاد یک سیستم باید به هم متصل شوند. بنابراین، اتصال چسب استراکچرال یکی از توانمندترین فناوری‌ها برای ساخت پیکربندی‌های استراکچرال پیچیده برای سازه های سنگین است. چسب های استراکچرال می توانند بار را بر روی ناحیه چسبیده پخش یا منتقل کنند. بنابراین توزیع یکنواخت تنش بهتر از جوش های نقطه ای و بست های مکانیکی است.

 

چسب ها هزینه مواد کمتری را در هر کاربرد نسبت به بست های مکانیکی ارائه می دهند. علاوه بر این، هزینه کار در مقایسه با اتصال دهنده های جوشکاری و رزوه ای کمتر است. یکی از مزیت های قابل توجه اتصال مواد مشابه و غیر مشابه با ضخامت های مختلف است. بنابراین می توانید از آنها برای چسباندن فلز به پلاستیک یا انواع فلزات مختلف استفاده کنید.

 

انواع چسب های استراکچرال

 

چسب های استراکچرال در سه رده شیمیایی قابل دسته بندی هستند: اپوکسی ها، یورتان ها و اکریلیک ها. هر کدام مزایا و معایبی دارد که در ادامه توضیح خواهیم داد.

 

اورتان ها	اکریلیک	اپوکسی ها	ویژگی
نسبتا خوب	نسبتا خوب	خوب	اتصال فلزات
خوب	خوب	متوسط	اتصال پلاستیک ها
ضعیف	خوب	ضعیف	اتصال مواد روغنی
ضعیف	ضعیف	خوب	قدرت لایه برداری
ضعیف	نسبتا ضعیف	خوب نیست	مقاومت در برابر ضربه
ضعیف	ضعیف	خوب نیست	انعطاف پذیری
نسبتا ضعیف	متوسط	خوب	مقاومت در برابر دما
نسبتا ضعیف	ضعیف	خوب	مقاومت در برابر حلال

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چسب های اپوکسی

چسب های اپوکسی بالاترین مقاومت را بر روی فلزات مختلف، کامپوزیت ها، ترموپلاستیک ها، شیشه و زیرلایه های طبیعی مانند چوب ایجاد می کنند. امروزه می توانید چسب های اپوکسی تک جزئی و دو جزئی را پیدا کنید.

چسب های اپوکسی تک جزیی بالاترین استحکام کششی را دارند، اغلب 5100-6000 PSI. آنها مقاومت بسیار خوبی در برابر مواد شیمیایی و دما دارند که می توانند تا 400 درجه فارنهایت مقاومت کنند. با این حال، مقاومت حرارتی بالا می تواند جداسازی را دشوار کند. برای جدا شدن قطعات، باید آنها را در دمای بالای 480 درجه فارنهایت گرم کنید.

 

چسب های اپوکسی دو جزئی استحکام کششی 2900-4400 psi را ایجاد می کنند. با این حال، آنها به خوبی به بسیاری از سطوح می چسبند و در دمای اتاق عمل می کنند. به همین دلیل است که آنها بر روی کامپوزیت ها و پلاستیک بسیار خوب عمل می کنند. به عنوان یک قاعده کلی، اپوکسی ها برای چسبندگی به فلزات مناسب هستند. اکریلیک ها نیز چسبندگی بهتری نسبت به پلاستیک ها ایجاد می کنند.

 

چسب های اکریلیک

 

چسب های استراکچرال اکریلیک و متیل متاکریلات نیز استحکام کششی بسیار بالایی دارند، تقریباً 4000 psi. علاوه بر این، آنها به خوبی به فلزات و پلاستیک ها متصل می شوند. به طور کلی، اکریلیک ها دارای استحکام ضربه ای بالا با مقاومت برشی، پوسته شدن و مقاومت در برابر فرسودگی هستند. برای جدا کردن چسب، چسب اکریلیک پخته شده باید بالاتر از 390 درجه فارنهایت گرم شود. با این حال، مهم‌ترین مزیت اکریلیک ها این است که می‌توانند با موفقیت فلزات و کامپوزیت‌های بدون آماده‌سازی سطحی را پیوند بزنند.

 

چسب های اورتان

یورتان ها به دلیل استحکام برشی و لایه برداری بالا شناخته شده اند. با این حال، مهمترین مزیت آنها انعطاف پذیری است. آنها اغلب در صنایع دریایی و خودروسازی به دلیل خاصیت چسبندگی عالی برای کامپوزیت ها و انعطاف پذیری استفاده می شوند.

 

پلی یورتان ها چسبندگی خوبی به چوب، پلاستیک و فلزات پرایم شده یا رنگ شده می دهند. با این حال، برای اتصال فلزات، باید از پرایمرها استفاده کنید. با این وجود، آنها زمان تنظیم سریعتر و بهترین اتصال را برای کامپوزیت ها فراهم می کنند.

 

طراحی مفصل برای چسب های استراکچرال

 

علاوه بر تعدادی از عوامل مختلف که بر استفاده از چسب های استراکچرال تأثیر می گذارد، اتصالات باید به طور خاص طراحی شوند. به عنوان مثال، اتصالات باید طوری برنامه ریزی شوند که تنش اولیه برشی یا کششی باشد و شکاف و لایه برداری باید به حداقل برسد. بنابراین، مناطق متصل باید بار را به طور مساوی تقسیم کنند.

 

در میان بسیاری از مدل های مختلف، چندین مفصل توصیه می شود. اتصالات لبه ای در اتصال فلزات نازک رایج ترین و بهترین روش هستند. اتصالات زاویه ای بسته به میزان فلز می تواند باعث ایجاد تنش لایه برداری یا برش شوند.

 

 

کاربردهای چسب استراکچرال

چسب های استراکچرال به دلیل ویژگی های مثبت خود در بسیاری از صنایع کاربرد پیدا کرده اند. حمل و نقل، هوافضا، خودروسازی، دریایی و ساخت و ساز تنها تعدادی از آنها هستند که می توانیم به آنها اشاره کنیم. به عنوان مثال در صنعت حمل و نقل یکی از اولین صنایعی است که از چسب استفاده می کند و دلایل مختلفی وجود دارد.

 

کاهش وزن کلی یکی از اهداف حیاتی صنعت حمل و نقل است. کاهش وزن کشتی یا هواپیما بر مصرف سوخت تأثیر می گذارد که در نهایت هزینه های حمل و نقل را کاهش می دهد. از آنجایی که چسب ها با وزن کم استحکام اتصال عالی را ارائه می دهند، در طراحی های سبک وزن ضروری هستند.

 

علاوه بر این، چسب ها می توانند هزینه های تولید را با کاهش تعداد بست های مکانیکی، جوش های نقطه ای و فلز پرکننده کاهش دهند. برای درک اینکه چگونه چسب صنعت حمل و نقل را تغییر داد، چند مثال می زنیم.

 

یکی از پیشرفت های قابل توجهی که چسب ها در حمل و نقل به ارمغان آوردند، کاهش زمان ساخت است. به عنوان مثال، سازندگان کامیون های نوشیدنی تمام آلومینیومی با معرفی چسب ها، پرچ ها و ریل های پلاستیکی را که قبلاً از آنها استفاده می کردند کنار گذاشتند. در نتیجه، زمان ساخت کلی برای دیواره های بیرونی عقب بدنه کامیون حدود 25 درصد کاهش یافت.

 

علاوه بر این، اتصال پیچ و مهره ها به دو اپراتور نیاز دارد، در حالی که یک نفر می تواند چسب ها را اعمال کند، میله را روی دیواره قرار داده و آن را بچسباند. در نتیجه زمان کلی فرآیند نصب با چسب ها 20 درصد کاهش یافته است.

 

کارشناسان صنعت خودرو توضیح می دهند که خودروهای سایز متوسط از 5000 جوش تشکیل شده اند. با معرفی چسب ها انتظار دارند تعداد آنها به نصف کاهش یابد. کاهش تعداد نقاط جوش نیز می تواند وزن کلی خودرو را تا 55 پوند کاهش دهد، در حالی که استحکام بدنه ثابت می ماند یا حتی بیشتر هم می شود. با این حال، یک مشکل حیاتی مقاومت در برابر شکست تحت بار برای دماهای بالا است.

 

این فناوری هنوز منجر به ساخت چسب هایی نشده است که بتوانند در شرایط آب و هوایی مختلف کار کنند.

 

جمع بندی

چسب های استراکچرال ، بدون شک، مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند که بسیاری از صنایع آن را تشخیص داده و اعمال می کنند. به همین دلیل است که چسب ها به طور گسترده در حمل و نقل استفاده می شوند و تا حدودی در صنایع کشتی سازی و ساخت و ساز محبوب هستند.

 

با این حال، آنها با وجود خوبی ها، معایبی نیز دارند. به همین دلیل است که بسیاری معتقدند چسب ها هنوز به حدی نرسیده اند که تا بتوانند جایگزین روش های اتصال استاندارد مانند جوشکاری، پیچ و مهره یا پرچ شوند. با پیشرفت تکنولوژی امروز، دانشمندان حتی ممکن است به مهم دست یابند.